DE2131377B2 - Nuclear reactor with emergency cooling system - Google Patents
Nuclear reactor with emergency cooling systemInfo
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Description
Spalt 7 mündenden Einlaß, einen in den unteien Teil des Moderatorgefäßes 5 unter dem Kernboden 4 mündenden Auslaß und ein im Pumpengehäuse angeordnetes und von der Pumpenwelle getriebenes Pumpenrad 12. Das Reaktordruckgefäß 6 ist im Durchführungsbereich 13 der Pumpenwelle örtlich verstärkt.Gap 7 opening inlet, one in the lower part of the moderator vessel 5 opening under the core bottom 4 and an outlet arranged in the pump housing and the pump impeller 12 driven by the pump shaft. The reactor pressure vessel 6 is in the lead-through area 13 of the pump shaft reinforced locally.
Innerhalb des Kranzes aus Umwälzpumpen gehen durch den Bodenteil des Reaktordruckgefäßes 6 mehrere vertikale Steuerorgane 14. von denen nur eines gezeigt ist. Jedes Steuerorgan besteht aus einem Steuerstab 15 und einem Antriebsorgan 16 für den Steuerstab. Unter dem Kern 2 läuft der Steuerstab in einem Steuerstableitrohr 17, das oben mit einer Kassettenabstellplalte 18 (siehe Fig. 3) für vier quadratisch angeordnete Brenns! Mkassetten 3 versehen ist. zwischen denen sich ein kreuzförmiger Spalt 19 befindet. In diesem Spalt kann der gezeigte Steuerstab 15, der ebenfalls einen kreuzförmigen Querschnitt hat, verschoben werden.Inside the ring of circulating pumps go through the bottom part of the reactor pressure vessel 6 multiple vertical controls 14. only one of which is shown. Each control organ consists of one Control rod 15 and a drive element 16 for the control rod. The control rod runs under the core 2 in a control rod pipe 17, the top with a Kassettenabstellplalte 18 (see Fig. 3) for four square arranged Brenns! Mkassetten 3 provided is. between which there is a cruciform gap 19. The control rod shown can be in this gap 15, which also has a cruciform cross-section, can be moved.
Die Kassettenabstellplatte 18, die einen quadratischen Querschnitt hat, hat vier an den Ecken eines Quadrats angeordnete runde Löcher 20 zur Aufnahme der unteren Enden von Brennstoffkassetten und ein zentrales kreuzförmiges Loch 21 für den Durchgriff des Steuerstabes 15. Die Kassettenabstellplatten 18 bilden zusammen den Kernboden 4.The cassette shelf 18, which is square in cross section, has four at the corners one Round holes 20 arranged in squares for receiving the lower ends of fuel assemblies and a central cross-shaped hole 21 for the control rod 15 to pass through. The cassette shelves 18 together form the core base 4.
Der obere Teil des Steuerstableitrohres 17 hat vier symmetrische Einpressungen 22 (Fig. 4), an denen der runde Querschnitt des Rohres an der Kassettenabstellplatte 18 in einen kreuzförmigen Querschnitt übergeht. Dadurch wird das außerhalb des Leitrohres 17 befindliche Kühlwasser in den Brennstoffkassetten nach oben geleitet, während das in den Leitrohren 17 befindliche Wasser im Spalt 19 zwischen den Brennstoffkassetten nach oben geleitet wird. Das Steuerstableitrohr 17 besteht zweckmäßigerweise aus drei Teilen, nämlich einem Oberteil 23, das einstückig mit der Kassettenabstellplatte 18 ausgebildet sein kann u^d die Einpressungen 22 aufweist, einem geraden, kreiszylindrischen Zwischenteil 24 und einem unteren Übergangsteil 25, das von einsm Steuerorganrohr 26 getragen wird, das durch den Boden des Reaktordruckgefäßes 6 geht und an diesem in einem nach innen gerichteten Stutzen 27 (F i g. 4) befestigt ist.The upper part of the control rod pipe 17 has four symmetrical impressions 22 (Fig. 4), on which the round cross-section of the tube on the cassette storage plate 18 into a cross-shaped cross-section transforms. As a result, the cooling water located outside the guide tube 17 is in the fuel assemblies guided upwards, while the water in the guide tubes 17 in the gap 19 between the fuel assemblies is directed upwards. The control rod pipe 17 expediently consists of three Parts, namely an upper part 23, which can be formed in one piece with the cassette storage plate 18 can u ^ d the indentations 22, a straight, circular cylindrical intermediate part 24 and a lower transition part 25, which is from einsm control member tube 26 is carried, which goes through the bottom of the reactor pressure vessel 6 and on this in one inwardly directed nozzle 27 (Fig. 4) is attached.
Das Steuerstableitrohr 17 hat an seinem unteren Ende eine ringförmige Verteilungskammer 27, von der vier Verteilerrohre 28, nämlich für jede der von dem Leitrohr getragenen Brennstoffkassetten eines, nach oben führen und direkt oder indirekt an den unteren Enden der Brennstoffkassetten 3 münden.The control rod tube 17 has at its lower end an annular distribution chamber 27, of which four distribution tubes 28, namely one for each of the fuel assemblies carried by the guide tube, lead upwards and open directly or indirectly at the lower ends of the fuel assemblies 3.
Das Notkühlwasser wird normalerweise in einem mittels einer Warmhaltungsschlange 45 erwärmten Behälter 29 aufbewahrt, der gemäß F i g. 1 mittels Gas aus Gasflaschen 36 unter Druck gesetzt werden kann. Das Gas wird dabei von den Gasflaschen durch eine Leitung 30 mit einem normalerweise offenen Prüfventil 31 und einem normalerweise geschlossenen Notkühlventil 32 von oben in den Wasserbehälter 29 geleitet. Das unter Druck gesetzte Notkühlwasser verläßt den Behälter durch eine Hauptleitung 33, strömt durch einen nicht gezeigten Kühlwasserstutzen in den Reaktor, verteilt sich über Zweigleitungen 34 auf die verschiedenen Verteilungskammern 27 und strömt von dort weiter über die Verteilerrohre 28 zu den unteren Enden der einzelnen Brennstoffkassetten.The emergency cooling water is normally heated in a heating coil 45 Reserved container 29, which according to F i g. 1 are pressurized by means of gas from gas cylinders 36 can. The gas is thereby from the gas bottles through a line 30 with a normally open Test valve 31 and a normally closed emergency cooling valve 32 into the water tank 29 from above directed. The pressurized emergency cooling water leaves the container through a main line 33, flows through a cooling water nozzle (not shown) into the reactor, is distributed over branch lines 34 to the various distribution chambers 27 and flows from there via the distribution pipes 28 to the lower ends of each fuel assembly.
Fig.?. zeigt, daß die Hauptleitung 33 in mehrere Zweigleitungen 34 aufgeteilt werden kann, die außerhalb des Reaktordruckgefäßes 6 an die Steuororganrohre 26 angeschlossen sind. Das Steuerorganrohr 26 ist dabei derart doppelwandig, daß zwischen seinen Wänden 26' und 26" ein ringförmiger Spalt 35 verbleibt. Wie aus F i g. 4 genauer zu ersehen ist, verbindet der Spalt 35 die ringförmige Verteiluiiiiskammer 27 mit der Zweigleitung 34.Fig.?. shows that the main line 33 is divided into several Branch lines 34 can be divided, the outside of the reactor pressure vessel 6 to the control organ tubes 26 are connected. The control member tube 26 is double-walled so that between his Walls 26 'and 26 "an annular gap 35 remains. As can be seen in more detail from FIG. 4, connects the gap 35 the annular distribution chamber 27 with branch line 34.
Die Verteilerrohre 28, die von der Verteilungi,-kammer 27 ausgehen, führen durch den unterenThe distribution pipes 28 leading from the distribution chamber 27 go out, run through the lower one
ίο übergangsteil 25 zur Innenseite des Steuerstableitlohres 17 und durch den Oberteil 23 zur Außenseite des Steuerstableitrohres 17. Wie aus F i g. 4 hervorgeht, können die Verteilerrohre 28 entweder direkt unter den unteren Enden der Brennstoffkassetten 3 münden oder auch indirekt. Im letzteren Fall mündet jedes Verteilerrohr in eine ringförmige Nut 37 an der Unterseite einer in dem kreisförmigen Stützloch 20 angeordneten Drosselscheibe 36. Von der ringförmigen Nut 37 wird das Notkühlwasser mittels mehrerer einwärts-aufwärts gerichte' ·.. Löcher 41 zu einem zwischen der Drosselscheibe urd dem unteren Ende der Brennstoffkassette befindlichen Bereich geleitet. Die Drosselscheibe hat die Form einer gewöhnlichen Meßblende und wird mittels mehrerer vom Umfang d.-r Scheibe ausgehenden axialen Federzungen 38 in der gewünschten Lage gehalten, wobei jede Federzunge 38 mit einem Halteteil 39 versehen ist, der in eine in dem Loch 20 angeordnete Ringnut 40 eingreift. ίο transition part 25 to the inside of the control rod tube 17 and through the upper part 23 to the outside of the control rod tube 17. As shown in FIG. 4, the distribution pipes 28 can open either directly under the lower ends of the fuel assemblies 3 or also indirectly. In the latter case, each distribution pipe opens into an annular groove 37 on the underside of which is arranged in the circular supporting hole 20 throttle plate 36. From the annular groove 37, the emergency core cooling water by means of several inwardly-upwardly dishes' · .. holes 41 becomes a Urd between the throttle disc the area located at the bottom of the fuel assembly. The throttle disk has the shape of a conventional measuring orifice and is held in the desired position by means of several axial spring tongues 38 extending from the circumference of the disk, each spring tongue 38 being provided with a holding part 39 which is inserted into an annular groove 40 arranged in the hole 20 intervenes.
Das Notkühlventil 32 öffnet sich auf Grund eines Signales einer Steuereinheit 42 an sich bekannter Art. Die Steuereinheit entscheidet auf Grund der ankommenden Meßwerte, ob eine Notkühlung ausgelöst werden soll oder nicht. In F i g. 1 ist nur eine von einer Neutronenflußmeßsonde im Kern zu der Steuereinheit führende Signalleitung 43 angedeutet sowie eine von der Steuereinheit zu dem NotHihlventil führende Signalleitung 44.The emergency cooling valve 32 opens on the basis of a signal from a control unit 42 of a type known per se. The control unit decides on the basis of the incoming measured values whether emergency cooling is triggered should be or not. In Fig. 1 is just one of a neutron flux probe in the core to the control unit leading signal line 43 indicated as well as one leading from the control unit to the emergency stop valve Signal line 44.
Das in den Gasflaschen 36 enthaltene Gas kannThe gas contained in the gas bottles 36 can
<o z. B. Stickstoff mit einem Druck von etwa 200 Bar sein. Wenn zu befürchten ist, daß das System bei Notkühlung so weit von Wasser entleert werden kann, daß Gas in den Reaktor dringt, ist es zweckmäßig, eine Mischung von Stickstoff und Wasserstoff zu verwenden, wobei der Wasserstoffgehalt etwa 5 %> betragen sollte, um sowohl eine Sauerstoffixierung am Stickstoff im Reaktor und die daraus folgende Bildung von Salpetersäure als auch eine Explosionsgefahr beim Vermischen mit Luft zu vermeiden.<o z. B. nitrogen at a pressure of about 200 bar be. If it is to be feared that the system could be emptied so far from water in the case of emergency cooling, that gas penetrates the reactor, it is advisable to use a mixture of nitrogen and hydrogen, the hydrogen content should be about 5%> in order to achieve both oxygen fixation on the Nitrogen in the reactor and the resulting formation of nitric acid as well as a risk of explosion to be avoided when mixing with air.
Das Prüfventil 31 kann in der Leitung 30 vor oder nach dem Notkühlventil 32 angeordnet sein und wird angewandt, um auch während des Betriebs die Funktion des Notkühlsystems zu prüfen. Die Ventile 31 und 32 liegen zweckmäßigerwe.ise nahe beieinander, so daß das verbindende Rohr 30 kurz ist. Bei einer Prüfung wird zuerst das Prüfventil 31 geschlossen, wobei ein Gtellungsanzeiger anzeigt, daß das Ventil geschlossen ist. Danach wird das Notkühlventil 32 geöffnet und wieder geschlossen, wobei ein zweiter Stellungsanzeiger anzeigt, daß öffnung und Schließung tatsächlich ausgeführt werden. Schließlich wird das Prüfventil 31 wieder geöffnet, wobei dessen Stellungsanzeiger bestätigt, daß das Öffnen erfolgt ist. Dadurch, daß das die Ventile verbindende Rohr 30 kurz ist, ist das darin eingeschlossene Gasvolumen mit hohem Druck klein, was zur Folge hat, daß bei einer Prüfung nur ein sehr kleiner Teil des Notkühlwassers vom Wasserbehälter 29 in den Reaktor 1The test valve 31 can be arranged in the line 30 before or after the emergency cooling valve 32 and is used to check the function of the emergency cooling system during operation. The valves 31 and 32 are conveniently close to one another so that the connecting tube 30 is short. At a Test, the test valve 31 is closed first, a position indicator indicating that the valve closed is. Then the emergency cooling valve 32 is opened and closed again, with a second Position indicator shows that opening and closing are actually being carried out. Finally will the test valve 31 is opened again, its position indicator confirming that the opening is taking place is. Because the tube 30 connecting the valves is short, the volume of gas enclosed therein is with high pressure small, which has the consequence that only a very small part of the emergency cooling water during a test from the water tank 29 into the reactor 1
int. Nach der Prüfung kann die geringe (lasge, die sich in dem Behalter befindet, durch eine it gezeigte, mit Ventil versehene Leitung abgelaswerden. Dabei wird der Wasserbehälter aulomai wieder vollständig mil Wasser vom Reaktorint. After the test, the low (lasge, located in the container can be vented through a valved conduit shown in it. The water tank is completely filled with water from the reactor again
ei der lirliudung können Wasserbehälter 2'J und Gastlaschen .16 durch andere Mittel mit entsprechender Wirkung ersetzt werden. Man kann ι. U. beim Auslösen einer Notkühlung das Notkühlwasser aus einem IJassin für verbrauchten Brennstoff entnehmen und es mit Hilfe einer Pumpe unter Druck setzen. Man kann das Kühlwasser auch unter Druck in einem oder mehreren Diuckakkunuilatoren lagern.During the air flow, the water tank 2'J and gas bottles 16 can be replaced by other means with a corresponding effect. One can ι. U. when an emergency cooling is triggered, the emergency cooling water can be taken from an IJassin for used fuel and pressurized using a pump. The cooling water can also be stored under pressure in one or more Diuckakkunuilatoren.
Hierzu I Hlat! ZeichnungenI Hlat! drawings
Claims (1)
verschiedenen Notlagen, so z. B. bei einem Bruch im Fig. 2 eine Variante für die Zuführung des Not-Primärkreis des Kühlmittels. Bei wassergekühlten 40 kühlwasser zum Reaktor,It is of the utmost importance that the kernel in FIG. 1 schematically the lower part of a reactor is effectively cooled, especially in a reactor provided with an emergency cooling system,
various emergencies such as B. with a break in Fig. 2, a variant for the supply of the emergency primary circuit of the coolant. With water-cooled 40 cooling water to the reactor,
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DE19812114C1 (en) * | 1998-03-19 | 1999-08-19 | Siemens Ag | Safety system for a pressurized power plant component especially a boiling water reactor pressure vessel |
Families Citing this family (1)
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DE2316006C2 (en) * | 1973-03-30 | 1982-04-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Nuclear reactor |
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1970
- 1970-07-01 SE SE09094/70A patent/SE334687B/xx unknown
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1971
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19812114C1 (en) * | 1998-03-19 | 1999-08-19 | Siemens Ag | Safety system for a pressurized power plant component especially a boiling water reactor pressure vessel |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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